建筑工程中荷載效應的組合

 當整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)，而不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求時，則稱此特定狀態(tài)為結構對該功能的極限狀態(tài)。設計中的極限狀態(tài)往往以結構的某種荷載效應，如內(nèi)力、應力變形、裂縫等超過相應規(guī)定的標志為依據(jù)。根據(jù)設計中要求考慮的結構功能，結構的極限狀態(tài)在總體上可分為兩大類,即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。對承載能力極限狀態(tài)，--般是以結構的內(nèi)力超過其承載能力為依據(jù);對正常使用極限狀態(tài)，-般是以結構的變形、裂縫、振動參數(shù)超過設計允許的限值為依據(jù)。在當前的設計中，有時也通過結構應力的控制來保證結構滿足正常使用的要求，例如地基承載應力的控制。
對所考慮的極限狀態(tài)，在確定其荷載效應時，應對所有可能同時出現(xiàn)的諸荷載
作用加以組合，求得組合后在結構中的總效應。考慮荷載出現(xiàn)的變化性質，包括出.現(xiàn)的與否和不同的方向，這種組合可以多種多樣，因此還必須在所有可能組合中，取其中最不利的一組作為該極限狀態(tài)的設計依據(jù)。
對于承載能力極限狀態(tài)的荷載效應組合，可按《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》的規(guī)定，根據(jù)所考慮的設計狀況，選用不同的組合;對持久和短暫設計狀況，應采用基本組合，對偶然設計狀況，應采用偶然組合。
在承載能力極限狀態(tài)的基本組合中，公式(3.2.31)和(3.2.3-2)給出了荷載效應組合設計值的表達式，建立表達式的目的是在于保證在各種可能出現(xiàn)的荷載組合情況下，通過設計都能使結構維持在相同的可靠度水平上。必須注意，規(guī)范給出的表達式都是以荷載與荷載效應有線性關系為前提，對于明顯不符合該條件的情況，應在各本結構設計規(guī)范中對此作出相應的補充規(guī)定。這個原則同樣適用于正常使用極限狀態(tài)的各個組合的表達式中。
在應用公式(3.2.3-1)時，式中的Sqlk為諸可變荷載效應中其設計值為控制其組合為最不利者，當設計者無法判斷時，可輪次以各可變荷載效應Sik為Souk,選其中最不利的荷載效應組合為設計依據(jù)，這個過程建議由計算機程序的運行來完成。
與原規(guī)范不同，增加了由公式(3.2.3-2)給出的由永久荷載效應控制的組合設計值，當結構的自重占主要時，考慮這個條件就能避免可靠度偏低的后果;雖然過去.在有些結構設計規(guī)范中，也曾為此專門給出某些補充規(guī)定，例如對某些以自重為主的構件采用提高重要性系數(shù)、提高屋面活荷載的設計規(guī)定，但在實際應用中，總不免有掛- -漏萬的顧慮。采用公式(3.2.3-2)后，在撤消這些補漏規(guī)定的同時，也避免了安全度可能不足之后果。
應注意在應用(3.2.3-2)的組合式時，為減輕計算工作量，當考慮以自重為主時，對可變荷載容許只考慮與結構自重方向一致的豎向荷載，例如雪荷載、吊車豎向荷載。此外，對某些材料的結構，可考慮自身的特點，由各結構設計規(guī)范自行規(guī)定，可不采用該組合式進行校核。
與原規(guī)范不同，在考慮組合時，摒棄了“遇風組合”的慣例，要求所有可變荷載當作為伴隨荷載時，都必須以其組合值為代表值，而不僅僅限于有風荷載參與組合的情況。至于對組合值系數(shù)，除風荷載仍取ψ。=0.6外，對其他可變荷載，目前建.議統(tǒng)一取4.=0.7，但為避免與以往設計結果有過大差別，在任何情況下，暫時建議不低于頻遇值系數(shù)。
當設計一般排架和框架時，為便于手算的目的，仍允許采用簡化的組合規(guī)則，
也即對所有參與組合的可變荷載的效應設計值，乘以一個統(tǒng)一的組合系數(shù)，但考慮到原規(guī)范中的組合系數(shù)0.85在某些情況下偏于不安全，因此將它提高到0.9;同樣，也增加了由公式(3.2.3-2)給出的由永久荷載效應控制的組合設計值。
必須指出，條文中給出的荷載效應組合值的表達式是采用各項可變荷載小于疊加的形式，這在理論上僅適用于各項可變荷載的效應與荷載為線性關系的情況。當.涉及非線性問題時，應根據(jù)問題性質，或按有關設計規(guī)范的規(guī)定采用其他不同的方法。
3.2.5荷載效應組合的設計值中，荷載分項系數(shù)應根據(jù)荷載不同的變異系數(shù)和荷載，的具體組合情況(包括不同荷載的效應比)，以及與抗力有關的分項系數(shù)的取值水平等因素確定，以使在不同設計情況下的結構可靠度能趨于--致。但為了設計上的方便，GB50068-2001將荷載分成永久荷載和可變荷載兩類，相應給出兩個規(guī)定的系數(shù)rG和rQ。這兩個分項系數(shù)是在荷載標準值已給定的前提下，使按極限狀態(tài)設計表達式設計所得的各類結構構件的可靠指標，與規(guī)定的目標可靠指標之間，在總體上誤差.最小為原則，經(jīng)優(yōu)化后選定的。
 

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